JPWO2019003688A1 - 投影指示装置、荷物仕分けシステムおよび投影指示方法 - Google Patents

Abstract

荷物のセンシング情報に基づき、当該荷物に投影する投影画像を生成する投影指示装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、プロセッサは、メモリと協働して、センシング情報に含まれる荷物の距離画像に基づき当該荷物を特定し、センシング情報に含まれる荷物の色画像に基づき当該荷物を追跡し、投影画像が投影された荷物の色画像が、本来の階調ではない白色で表現された白色領域を含む場合、当該荷物の距離画像に基づき、荷物を追跡する。

Description

本開示は、荷物の仕分けに有用な投影指示装置、荷物仕分けシステムおよび投影指示方法に関する。

近年の経済活動の高まりに伴い、荷物の流通量は増大する一方である。荷物の流通工程において、荷物を行先別に仕分ける仕分け作業は時間のかかる工程であり、従前から人手による作業に頼っているが、仕分け作業の少なくとも一部を自動化する技術も提案されている。

特許文献１は、移動する荷物を追跡し、荷物から読み取った荷物に関する情報と当該荷物の位置の情報に基づき、表示する画像を決定し、プロジェクタから画像を荷物に投射して画像を荷物上に表示するシステムを開示している。

米国特許第７０９０１３４号明細書

しかしながら、昨今荷物の流通量はますます増大するとともに、荷物の種類も様々なものとなっており、荷物をより効率的かつ正確に仕分ける技術が求められている。

本開示は、荷物の仕分けをより効率的かつ正確に行うための技術に関する。

本開示は、荷物のセンシング情報に基づき、当該荷物に投影する投影画像を生成する投影指示装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、前記プロセッサは、前記メモリと協働して、センシング情報に含まれる荷物の距離画像に基づき当該荷物を特定し、前記センシング情報に含まれる前記荷物の色画像に基づき当該荷物を追跡し、投影画像が投影された荷物の色画像が、本来の階調ではない白色で表現された白色領域を含む場合、当該荷物の距離画像に基づき、前記荷物を追跡する。

本開示は、上述の投影指示装置と、荷物に貼付されたラベルから荷物特定情報を読み取るラベルリーダと、前記距離画像および前記色画像を取得する画像センサと、前記投影画像を前記荷物に投影する画像投影装置と、を備える荷物仕分けシステムである。

本開示は、荷物のセンシング情報に基づき、当該荷物に投影する投影画像を生成する投影指示方法であって、プロセッサがメモリと協働して、センシング情報に含まれる荷物の距離画像に基づき当該荷物を特定し、前記センシング情報に含まれる前記荷物の色画像に基づき当該荷物を追跡し、投影画像が投影された荷物の色画像が、本来の階調ではない白色で表現された白色領域を含む場合、当該荷物の距離画像に基づき、前記荷物を追跡する。

本開示によれば、荷物の仕分けをより効率的かつ正確に行うことができ、さらなる荷物の流通量の増大にも対応することができる。特に、投影画像の投影による白飛びの発生時においても、荷物の追跡精度が劣化するのを防止することができる。

図１は、実施の形態にかかる荷物仕分けシステムの構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態にかかる投影指示装置の構成を示すブロック図である。 図３Ａは、荷物仕分けシステムが物流センターに設置され、稼働している状況を示す概念図である。 図３Ｂは、荷物の上面に数字を含む投影画像を投影した状態を示す図である。 図４は、実施の形態にかかる投影指示装置で生成される投影画像の一例を示す図である。 図５は、主として投影指示装置が行う動作の概要手順を示すフローチャートである。 図６は、荷物の追跡に用いる画像の切り換えの手順を示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る投影指示装置、荷物仕分けシステムおよび投影指示方法を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

以下、図１〜図６を用いて本開示の実施の形態を説明する。

［構成］
図１は、実施の形態にかかる荷物仕分けシステムの構成を示すブロック図である。図１に示す荷物仕分けシステム１００は、例えば物流センターに設置される。荷物仕分けシステム１００は、ラベルリーダ１０と、画像センサ２０と、投影指示装置３０と、プロジェクタ４０とを備える。荷物仕分けシステム１００は、搬送コンベヤにより搬送されてくる荷物を仕分ける作業員の作業を支援するシステムである。荷物仕分けシステム１００は、例えば小売業者、卸売業者、インターネット流通業者などが所有する物流センターに設置される。仕分け対象の荷物は、一般的には略直方体の形状を有するものであるが、その外形は特に限定はされず、荷物の種類も特に限定されない。なお、荷物仕分けシステムの構成は図１に記載したものに限定されない。例えば、一台のラベルリーダ１０に複数の画像センサ２０と、投影指示装置３０と、プロジェクタ４０を接続させるなど、各構成要素の数量は目的に応じて適宜変更させることができる。

読取装置としてのラベルリーダ１０は、図示せぬレンズ、イメージセンサ等の各種の要素を含む装置である。ラベルリーダ１０を用いることで、搬送コンベヤにより搬送されてくる荷物に貼付されたラベルから当該荷物に関する各種の情報を記録したラベル記録情報を読み取ることができる。読み取られたラベル記録情報を用いることで、当該荷物を特定することが可能で有る。読み取られた情報によって荷物特定情報が定義づけられる。

画像センサ２０は、図示せぬレンズ、イメージセンサ等の各種の要素を含む撮像装置である。画像センサ２０は、一般的には撮像カメラとして構成される。撮像カメラは３次元カメラ、複数台の２次元カメラなどである。画像センサ２０は、距離画像センサ２２と色画像センサ２４とを含む。

距離画像センサ２２は、搬送コンベヤにより搬送されてくる荷物を撮像し、距離画像を生成する。生成された距離画像は、荷物の位置、荷物までの距離、荷物のサイズ等を示す情報として使用される。「距離画像」とは、撮像位置から各画素が示す位置（荷物の表面を含む）までの距離を示す距離情報を収容した画像のことをいう（つまり本開示において「画像」の語は距離画像を含む）。また、「距離画像」という文言には、距離を示す数値を列挙したテーブルなど、人の目で画像として認識できないものも含まれる。すなわち「距離画像」は、撮像した領域内における座標と距離との関係を示す情報であればよく、そのデータ構造は問わない。本開示において距離画像センサ２２は荷物の位置を特定するために用いられる。よって距離画像センサ２２は、他のセンシングデバイス（超音波センサ、赤外線センサ、ステレオカメラ、単眼ビデオカメラ）が代替することもできる。

色画像センサ２４は、距離画像が生成された荷物を撮像し、色画像を生成する。「色画像」とは、荷物の表面の色を所定の階調で表現した画像のことをいい、「階調」にはＲＧＢの２５６階調のみならず、グレースケール等あらゆるものが含まれる。本開示において色画像センサ２４は、距離画像センサ２２が特定した荷物について、各荷物を追跡するために用いられる。色画像センサ２４も、他のセンシングデバイス（超音波センサ、赤外線センサ、ステレオカメラ、単眼ビデオカメラ）が代替することができる。

つまり本開示において「画像」の語は距離画像と色画像の双方を含む。本開示においては距離画像センサおよび色画像センサを含むセンシングデバイスとしての画像センサから出力される情報をセンシング情報と呼ぶ。本実施の形態においてはセンシングデバイスの一例として画像センサ２０（距離画像センサ２２および色画像センサ２４を含む）を用いて説明を行う。また本実施の形態においては、センシング情報の例として、距離画像センサ２２の出力である距離画像、色画像センサ２４の出力である色画像を用いて説明を行う。

投影指示装置３０は、荷物仕分けシステム１００における演算装置としての役割を果たす。図２に示すように、投影指示装置３０は、バスを介して接続された入力部３２、プロセッサ３４、メモリ３６、出力部３８を備える。入力部３２は、ラベルリーダ１０が読み込んだラベル記録情報から取得した荷物の特定が可能な荷物特定情報、距離画像センサ２２が生成した距離画像、色画像センサ２４が生成した色画像を受け取る。プロセッサ３４は一般的な演算装置によって構成され、荷物特定情報、距離画像および色画像に基づき、荷物に投影する投影画像を生成する。記憶装置としてのメモリ３６は、プロセッサ３４が各種処理に必要な制御プログラムの読み込み、データの退避等の操作を行う。すなわち、プロセッサ３４とメモリ３６は協働して投影指示装置３０による各種処理を制御する。出力部３８は、プロセッサ３４が生成した投影画像をプロジェクタ４０に出力する。なお、本開示において「プロセッサ」は単一のプロセッサのみを意味するものではない。「プロセッサ」は、複数の同一目的のプロセッサや、目的の異なるプロセッサ（例えば、汎用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））が共同して処理を行う場合の動作主体を意味する語としても使用される。

プロジェクタ４０は一般的な投影装置により構成され、投影指示装置３０から受信した投影画像を含む投影光を荷物に投影し、荷物上に表示する。

荷物仕分けシステム１００は、ラベルリーダ１０と、画像センサ２０（距離画像センサ２２および色画像センサ２４）と、投影指示装置３０と、プロジェクタ４０とを有線通信または無線通信で繋ぎ合わすことにより構築できる。また、ラベルリーダ１０と、画像センサ２０と、投影指示装置３０と、プロジェクタ４０のうちいずれかの二台以上の装置を一体型の装置として構築することもできる。例えば、画像センサ２０とプロジェクタ４０とを合わせて、一体型の撮像投影装置として構築することもできる（図３Ａ参照）。

［システムの概要］
図３Ａは、荷物仕分けシステム１００が物流センターに設置され、稼働している状況を示す概念図である。従来の方法によれば、各作業者Ｍが、搬送コンベヤ５０により矢印Ｘ方向に搬送されてくる各荷物Ｐに貼付されたラベルを目視によりチェックし、作業者自身が配送を担当する荷物が到着したら当該荷物を拾い上げて（ピックアップ）、作業者自身の足元、かご、トラックの荷台等の近傍に一旦置く必要があった。しかしながら、作業者の目視による仕分けの場合、作業者の作業効率には限界があるから、搬送速度を所定の値以下に抑える必要があった。結果として、作業者が単位時間内に仕分けることが可能な荷物の量の限界値は低かった。また、作業者がラベルの目視に際して誤認を行うことにより、仕分けに際して誤りを引き起こす可能性があった。近年、荷物の流通量は増大しており、これらの問題はより注目されつつある。

そこで本実施形態では、図３Ａに示すように、搬送コンベヤ５０の上方に配置されたラベルリーダ１０が、搬送コンベヤ５０により搬送されてくる各荷物Ｐに貼付されたラベルを読み取る。ラベルには、当該荷物に関する各種の情報を含むラベル記録情報が記載されている。ラベル記録情報は、当該荷物に個別に付与される荷物特定番号、発送人の氏名、住所、電話番号、受取人の氏名、住所、電話番号、荷物の種類、等に類似する情報を含む。ラベルの読み込みは、担当の作業者がラベル内のバーコードに、ラベルリーダ１０としてのバーコードリーダを手で当てて読み込むことで行っても良い。

さらに画像センサ２０が、搬送コンベヤ５０により搬送されてくる荷物Ｐの画像（距離画像および色画像）を撮像し、荷物Ｐの位置、荷物Ｐまでの距離、荷物Ｐのサイズ（荷物Ｐが直方体の場合は３辺の長さ）、荷物Ｐの色、荷物Ｐの模様等の情報を取得する。尚、ラベルリーダ１０、画像センサ２０の配置位置や、センシングデバイスの種類、処理の順序は特に図示した形態に限定されない。上述した様に、本例では、画像センサ２０とプロジェクタ４０が一体型の撮像投影装置６０として構築され、搬送コンベヤ５０の上方に配置されている。

図３Ａ、図３Ｂでは示されていない投影指示装置３０は、例えば搬送コンベヤ５０の近傍や、別の部屋に配置されたコンピュータにより構成され、ラベルリーダ１０が獲得した荷物を特定する情報と、画像センサ２０が生成した距離画像および色画像に基づき、荷物Ｐ（荷物Ｐが直方体の場合は例えば上面）に表示する投影画像を生成する。投影指示装置３０は投影画像を荷物Ｐに投影すべき投影指示をプロジェクタ４０に送る。

投影指示を受けた、画像投影装置としての、プロジェクタ４０は、投影指示装置３０が生成した投影画像を含む投影光を荷物Ｐに投影し、荷物Ｐ上に投影画像を表示する。ここで荷物Ｐに表示される投影画像は、例えば、当該荷物Ｐの配送先住所に対応した仕分け場所を示す色を有する丸数字の画像である（図３Ｂ参照）。ここで、丸数字は、例えば、仕分けられた荷物Ｐを運ぶトラックの番号（トラック自体の番号や駐車場番号など）や、当該トラックなどに搬入されるべき棚や箱などの番号等に対応している。また、直接的に棚や箱などの番号に対応させるのではなく、ピックアップした荷物を他の場所またはトラック等へ移動させるシューターの番号等に対応していてもよい。トラック等の駐車位置は交通状況などに応じて頻繁に変わるため搬送コンベヤ５０周辺から見た仕分け先を随時対応させることは難しいことがある。そのため、搬送コンベヤ５０と搬送トラック等との間にシューターを挟み、搬送コンベヤ５０周辺ではシューターの番号を投影することで、搬送コンベヤ５０周辺の構成を随時変えなくとも、シューターの出口の配置換えなどで仕分け先の変化に対応することが出来る。もちろん、状況に応じて、様々な種類の投影画像が表示される。数字を表示する他の例としては、配送先住所に対応した郵便番号や、荷物Ｐをピックアップすべき作業者の番号などであってもよい。また、数字以外の情報を表示する例としては、仕分け方向を示す矢印（搬送コンベヤ５０の搬送方向に対して右または左など）または文字（「左」「右」など）であってもよい。更に、表示の形態も丸数字に限られるものではなく、図４で示すような四角で囲んだ数字（“３”、“３５９”、“２４７３５”）など様々なものが考えられる。さらに、投影画像は、枠によって数字または文字を囲むものに限らず、背景を塗りつぶした白抜きの数字または文字であってもよい。また、表示する情報に応じて、丸・三角・四角など表示する数字または文字の形状を切り替えるなどとしてもよい。他にも、表示する情報ごとに個別に対応付けできるような絵を表示するなどとしてもよい。また、投影画像は静止画像に限らず、アニメーションであっても構わない。アニメーションの例としては、上記の各例を点滅させたり、拡大縮小させたり、色を変化させたりすることなど考えられる。また、仕分け方向を反映したアニメーションを投影しても構わない。仕分け方向を反映したアニメーションの例としては、例えば、仕分け方向に向かって光線または光点等を移動させたり、仕分け方向に向かって投影画像の全体または一部を形成したり色を変化させたり、仕分け方向に矢印を動かして表示するなど、さまざまなものが考えられる。投影画像の一部のみをアニメーションの対象とする場合は、数字や矢印などの作業者による仕分け先の判断への影響が大きい部分は変化させず、枠線などの仕分け先の影響の少ない部分を変化させることなどが考えられる。ただし、仕分け先の選択肢が少ない場合など、枠線内に投影される数字等の意味よりも仕分け方向を直感的に伝える方が効率的な状況では、固定された枠線内で数字や矢印などを仕分け方向に動かしてもよい。また、アニメーションは繰り返し投影されてもよいし、一度だけ投影されてもよい。なお、本開示において「画像投影装置」とは光線を直接荷物に投影するものに限定されない。本開示において「画像投影装置」には画像を表示可能な眼鏡も含む。つまり本開示において、荷物に投影光を投影する、荷物に画像を表示する、荷物に画像を投影する、などと表現した場合は、その表現は画像を表示可能な眼鏡を介して、擬似的に、荷物に投影光が投影されているかのように作業者に認識させることも含む。つまり、作業者が画像を表示可能な特殊な眼鏡を装着している場合、眼鏡を介して視認される荷物Ｐの像に、ここでの投影画像を重ねあわせてもよい。

図３Ａにおいて、搬送コンベヤ５０の脇には、荷物を拾い上げる担当の作業者Ｍ（他の作業者は省略）が立っており、それぞれの担当の領域に到達した荷物を、丸数字１、丸数字２、丸数字３等で示すように搬送コンベヤ５０から拾い上げる。

例えば荷物Ｐ１はラベルに「ＡＡＡ１１１」の荷物特定情報を持っており、「ＡＡＡ１１１」の荷物特定情報は領域Ａで仕分けの対象になる旨が特定されているとする。そこで、プロセッサ３４は、荷物Ｐ１が特定領域に到着したら、図３Ｂに示すように生成した投影画像をプロジェクタ４０に送信する。そして、プロジェクタ４０は投影画像を荷物Ｐ１に投影する。よって、当該領域の作業者は、自身が担当する特定領域に到着した自身が拾い上げるべき荷物Ｐ１に容易に着目することが可能となり、結果的に荷物の仕分けをより効率的かつ正確に行うことが可能となる。

本実施形態では、図３Ａに示すように１台のプロジェクタ４０に対して、複数の特定領域の投影の有無を切り替えさせてもよく、複数台のプロジェクタ４０に対して、それぞれ担当の特定領域における投影の有無を切り替えさせてもよい。

以下、実施形態の荷物仕分けシステム１００において、投影指示装置３０が行う荷物仕分けの動作の概要を説明する。

［動作の概要］
図５は、本実施形態の投影指示装置３０、特に投影指示装置３０のプロセッサ３４が主として行う動作手順の概要を示すフローチャートである。まず、ラベルリーダ１０による荷物のラベルのラベル記録情報の読み取り後、投影指示装置３０の入力部３２がラベルリーダ１０から、ラベル記録情報に対応した荷物特定情報を取得する（ステップＳ１）。荷物特定情報とは、当該荷物に個別に付与される荷物特定番号、発送人の氏名、住所、電話番号、受取人の氏名、住所、電話番号、荷物の種類、等に類似する情報の少なくとも一つ含む情報である。プロセッサ３４は、当該荷物特定情報に対して、当該荷物を特定する荷物特定番号としてのＩＤを付与し、ＩＤを付与した時刻に対応する時刻情報とともにメモリ３６に記録する（ステップＳ２）。メモリ３６に記録するＩＤは、荷物特定情報に元から記録されていた荷物特定番号でもよいし、投影指示装置３０が新しいＩＤを生成して付与してもよい。

一方、ステップＳ１およびステップＳ２と並行して、画像センサ２０の距離画像センサ２２による荷物の距離画像の撮像後、投影指示装置３０の入力部３２が距離画像センサ２２からセンシング情報としての距離画像を取得する（ステップＳ２０）。プロセッサ３４は、当該距離画像に存在する荷物に対応するＩＤがメモリ３６に存在するか否かを判定する。

当該距離画像に存在する荷物に対応するＩＤがメモリ３６に存在するか否かを判定する手法の一例としては、次のような手順によることが挙げられる。すなわち、プロセッサ３４は、ラベルリーダ１０と距離画像センサ２２との間の距離（既知とする）、および搬送コンベヤ５０の速度から、荷物がラベルリーダ１０と距離画像センサ２２の間を移動するために要する時間を計算する。そして、距離画像を取得した時刻から当該時間を引くことで、距離画像に存在する荷物がラベルリーダ１０（およびプロセッサ３４）によりＩＤを付与された時刻が推定できる。そして、当該推定した時刻に近接して付与されたＩＤが、当該距離画像に存在する荷物に対応するＩＤであると推定できる。また、他の一例としては、ラベルリーダ１０近辺に他の距離画像センサを設置する手法が挙げられる。すなわち、ラベルリーダ１０がＩＤ（およびプロセッサ３４）を付与した際から、ラベルリーダ１０近辺に設置した他の距離画像センサを用いて当該ＩＤが付与された荷物を追跡することで、時刻毎に当該荷物（およびＩＤ）とラベルリーダ１０との距離を計測する。プロセッサ３４は計測された荷物（およびＩＤ）とラベルリーダ１０との距離と、ステップＳ２０で取得された距離画像における荷物の距離と、２つの距離画像センサとの距離（既知とする）から所定のステップＳ２０で取得された距離画像における荷物のＩＤを推定することができる。

このようにして、プロセッサ３４は当該距離画像に含まれる荷物に対応するＩＤがメモリ３６に存在するか否かを判定する（ステップＳ３０）。すなわち、ステップＳ２で述べたように、メモリ３６には、荷物特定情報、ＩＤ、ＩＤを付与した時刻に対応する時刻情報が予め記録されている。一方、プロセッサ３４は、例えば上述したように、距離画像を取得した時刻から荷物がラベルリーダ１０と距離画像センサ２２の間を移動するために要する時間を引くことで、距離画像に存在する荷物がラベルリーダ１０（およびプロセッサ３４）によりＩＤを付与された時刻が推定できる。プロセッサ３４は、予めメモリ３６に記録された時刻情報と推定した時刻とを比較し、これらの値が近い場合は（例えば時間差が所定の閾値時間以下の場合など）、距離画像に含まれる荷物に対応するＩＤがメモリ３６に存在すると判定することができる。メモリ３６に荷物に対応するＩＤが存在すると判定した場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、ステップＳ６０以降の処理に進む。

メモリ３６に荷物に対応するＩＤが存在しないと判定した場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、プロセッサ３４は、当該荷物にＩＤが付与されていないことを前提として、当該荷物の位置を改めて特定し（ステップＳ４０）、荷物にＩＤを付与する（ステップＳ５０）。

上述のステップと並行して、色画像センサ２４は、距離画像を取得した各荷物の色画像を生成する。そして、プロセッサ３４は、入力部３２が取得する色画像センサ２４からの色画像に基づき、搬送コンベヤ５０により搬送されて移動するＩＤ付きの荷物を追跡する（ステップＳ６０）。そして、プロセッサ３４は、同じく色画像に基づき、追跡していた荷物が作業者により拾い上げられたか否かを判定する（ステップＳ７０）。荷物が作業者により拾い上げられていないと判定した場合（ステップＳ７０；Ｎｏ）、プロセッサ３４は、荷物が、後述する特定領域（その荷物が拾い上げられるべき所定の仕分けエリア）に存在するか否かを判定する。そして、荷物が特定領域に存在する（到達した）と判定した場合（ステップＳ８０；Ｙｅｓ）、プロセッサ３４は投影画像を生成し、プロジェクタ４０に送信する（ステップＳ９０）荷物が特定領域に存在する（到達した）と判定しない場合（ステップＳ８０；Ｎｏ）、ステップＳ６０に戻り、プロセッサ３４は、荷物の追跡を続行する。

また、ステップＳ７０で、荷物が作業者により拾い上げられたと判定した場合（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）、プロセッサ３４は、荷物の詳細情報をメモリ３６から読み出し（ステップＳ１００）、詳細情報を含む投影画像を生成し、出力部３８が生成した投影画像をプロジェクタ４０に出力する（ステップＳ９０）。投影指示装置３０から投影画像を取得したプロジェクタ４０は、当該投影画像を対応する荷物に投影する。

以上は、投影指示装置３０のプロセッサ３４等が行う動作手順の概略というべきものである。もちろん、動作手順は上述したものには限定されない。例えば、ステップＳ７０の判定等は省略することも可能である。また、ステップＳ７０の判定の実施には、作業者の手と荷物との接触判定や、色画像、距離画像等を利用することも可能である。次に、本開示の固有事情について説明する。

［追跡に用いる画像の切り換え］
従来より、デジタルカメラの分野では、いわゆる白飛びの問題が知られている。撮影対象内における明るい撮影領域では、デジタルカメラの階調が再現できる範囲を超えると、生成画像の階調が失われ、生成画像が白色になってしまうことがある。この問題が、投影指示装置３０、荷物仕分けシステム１００にても生じ得る。例えば図５の例では、ステップＳ９０で述べたように、投影指示装置３０から投影画像を取得したプロジェクタ４０が、当該投影画像を対応する荷物に投影する。この際、投影光により荷物が明るく照らされると、荷物の投影された領域の明るさが色画像センサ２４により捉えられる明るさを超えてしまうことが生じ得る。そして、色画像に上述した白色領域が発生し（白飛びの発生）、本来の荷物の色が表現できなくなり、荷物の特定が困難となり、さらには荷物の追従ができなくなる可能性が生じ得る。

そこで、本開示では、本来の荷物の色、すなわち本来表現されるべきである階調表現がなされていない白色領域の存在を検知した場合、当該荷物の追従に関しては、図５のステップＳ６０における色情報に基づく追跡から距離情報に基づく追跡、すなわち色画像に基づく追跡から距離画像に基づく追跡へ切り替え、荷物の追跡を可能なものにする。

すなわち、プロセッサ３４は、基本的には、図５のステップＳ２０〜Ｓ５０で述べたように、センシング情報に含まれる荷物の距離画像に基づき、当該荷物を特定しＩＤを付与した上で、ステップＳ６０で述べたように、同じくセンシング情報に含まれる荷物の色画像に基づき当該荷物を追跡する。しかしながら、プロジェクタ４０による投影画像の投影により、荷物の色画像に白飛び発生した場合は、プロセッサ３４は色画像による追跡を終了し、距離画像による追跡に切り換える。これにより、荷物の追跡精度が劣化するのを防止することとしている。

図６は、上述の処理に対応したフローの一例である。ここで示すフローは、図５における概要手順のフローチャートの中で、ステップＳ９０における詳細な処理を示す。すなわち、ステップＳ９０で述べたように、プロセッサ３４は、投影画像を生成し、出力部３８が生成した投影画像をプロジェクタ４０に出力する（ステップＳ９１）。投影指示装置３０から投影画像を取得したプロジェクタ４０は、当該投影画像を対応する荷物に投影する。ここで、プロセッサ３４は、いわゆる画像の白飛びが発生しているか否かを判定する。すなわち、プロセッサ３４は、色画像が、投影画像が投影された荷物の部分の本来の色、すなわち本来の階調ではない白色領域を含むか否かを判定する（ステップＳ９２）。

白飛びが発生していない場合は、そのまま処理を終了する（ステップＳ９２；Ｎｏ）ため、色画像による荷物の追跡がそのまま実行される。一方、白飛びが発生している場合（ステップＳ９２；Ｙｅｓ）、プロセッサ３４は、荷物を追跡するための画像を色画像から距離画像に切り換える（ステップＳ９３）。この結果、白飛びの発生の有無に関係なく、荷物の追跡精度が劣化するのを防止し、ひいては荷物を精度よく追跡することが可能となる。

上述した様に、本開示によれば荷物の追跡に用いる画像を切り換えることにより、精度のよい荷物の追跡を可能としている。ただし、上述した図５および図６の処理フローはあくまで一例である。荷物へＩＤの付与、投影画像の投影等のタイミングや順序は任意であり、あくまで色画像に追跡から距離画像に基づく追跡に切り換えることにより、白飛びへの対応が可能となる。

以上、図面を参照して本開示に係る投影指示装置、荷物仕分けシステムおよび投影指示方法の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、以下の変形例が考えられる。

上記の実施の形態において、プロセッサ３４は、色画像センサ２４が生成した色画像から、追跡対象の荷物の特徴量を抽出して追跡を行うものとしてもよい。特徴量の例としては、色や輝度の分布、色画像内の特定部位のパターンなど、様々なものが考えられる。上記に例示したものを含め、特徴量として使用する情報および、その抽出や評価の手法については、画像認識の分野において様々なものが知られているため、本開示では省略する。

なお、特徴量を使用する場合、荷物の端に相当する箇所など色画像の一部が白飛びしていても、当該荷物を識別することができる場合がある。そのため、白飛びの発生が検知された時点で、距離画像による追跡に切り替えるのではなく、白飛びの発生している領域の割合が一定値を超えたり、白飛びの発生している領域で荷物が認識できなくなったりするまでは、色画像による追跡を継続するものとしても良い。一般的に色画像による追跡は距離画像による追跡よりも精度が高くなる傾向があるため、一部が白飛びしている場合であっても距離画像による追跡よりも色画像による追跡の方が信頼できる結果が得られる可能性がある。

また、上記の実施の形態では、白飛びの発生が検知された場合、色画像による追跡を打ち切って距離画像のみに基づき荷物を追跡していたが、これに限られるものではない。上述のように白飛びが一部にしか発生していない場合、色画像による追跡も継続できる可能性がある。したがって、白飛びの発生が検知された場合は、色画像による追跡と距離画像による追跡の両方の結果の両方を踏まえて荷物の追跡を継続するとしても良い。この場合、色画像による追跡結果と、距離画像による追跡結果とが異なる場合は、それぞれの追跡結果の信頼度に差を設けてもよい。白飛びの程度が上がるにつれて、色画像による結果の信頼結果を下げて距離画像による結果の信頼度を上げることなどが考えられる。荷物の色画像に含まれる白飛びの占める割合（白色領域の比率）に応じて、色画像に基づく追跡結果と距離画像に基づく追跡結果のどちらにしたがって荷物を追跡するかを決定するようにしてもよい。また、この際、判定の信頼度がより高い荷物の中心に近い位置ほど、白色領域に対する重み付けを大きくしてもよい。上述した白色領域の比率には、このような重み付けを行った上で評価した割合も含むものとする。なお、単一の荷物の追跡のみであれば、単純に信頼度の高い方の追跡結果を採用すればよいが、追跡対象の荷物は複数同時に搬送されることが多いため、同時に搬送されている荷物を総合的に評価する場合には信頼度の低い追跡結果も考慮した統計処理などを行う方が、追跡の精度は上がる可能性が高い。

また、上記の実施の形態では、色画像センサ２４が実際に取得した色画像から白飛びの発生を検知していたが、これに限られるものではない。プロセッサ３４は、上述の通り、色画像センサ２４が生成した色画像情報を得る機能と、荷物に投影する投影画像を生成する機能とを備えている。したがって、色画像情報と投影画像とをプロセッサ３４内で擬似的に合成することで、実際に荷物に画像を投影した場合に白飛びが発生するか否かを予測することが可能である。この場合、白飛びの発生を予測して荷物の追跡に用いる距離画像に事前に切り替えることにより、白飛びが発生してから処理を行う上記の実施の形態よりもスムーズに追跡手法の切り替えを行うことができる。

なお、白飛びの発生は環境光の変化など、プロセッサ３４が制御できない要素にも影響されるため、上記の実施の形態のように実際に白飛びが発生したことを検知した上で追跡に使用する画像を切り替える構成も精度の観点からは有効である。そのため、擬似的な合成による白飛びの発生の予測と、実際に色画像センサ２４が生成した色画像に基づく白飛びの発生の検知との両方の結果を考慮して、荷物の追跡に用いる画像を切り替えるようにしても良い。例えば、擬似的な合成結果から白飛びが発生することが予測されている場合、実際の色画像ではまだ白飛びが発生していなくても距離画像を用いた追跡に切り替えることなどが考えられる。また、白飛びの発生が予測された場合、白飛びが発生すると予測された荷物のＩＤと、その荷物の色画像に対応する距離画像の領域とを事前に対応付けて管理することで、色画像を用いた追跡から距離画像を用いた追跡へ切り替える際の追跡ミスを抑制することができる。

本開示は、白飛びの発生時においても荷物の追跡精度が劣化するのを防止し得る投影指示装置、荷物仕分けシステムおよび投影指示方法の提供に有用である。

１０ ラベルリーダ
２０ 画像センサ
２２ 距離画像センサ
２４ 色画像センサ
３０ 投影指示装置
３２ 入力部
３４ プロセッサ
３６ メモリ
３８ 出力部
４０ プロジェクタ
５０ 搬送コンベヤ
６０ 撮像投影装置
１００ 荷物仕分けシステム
Ｐ 荷物

Claims (9)

1. 荷物のセンシング情報に基づき、当該荷物に投影する投影画像を生成する投影指示装置であって、
   プロセッサと、
   メモリと、を備え、
   前記プロセッサは、前記メモリと協働して、
   センシング情報に含まれる荷物の距離画像に基づき当該荷物を特定し、
   前記センシング情報に含まれる前記荷物の色画像に基づき当該荷物を追跡し、
   投影画像が投影された荷物の色画像が、本来の階調ではない白色で表現された白色領域を含む場合、当該荷物の距離画像に基づき、前記荷物を追跡する、
   投影指示装置。
2. 前記プロセッサは、前記荷物の色画像に前記白色領域が含まれていても、前記荷物を識別することが可能であれば、前記色画像に基づく荷物の追跡を継続する、
   請求項１に記載の投影指示装置。
3. 前記プロセッサは、前記荷物の色画像に前記白色領域が含まれていても前記色画像に基づく荷物の追跡を継続する場合、前記色画像に基づく当該荷物の追跡結果の信頼度を、前記白色領域が含まれていない場合の当該荷物の追跡結果の信頼度より下げて、前記荷物の追跡を行う、
   請求項２に記載の投影指示装置。
4. 前記プロセッサは、前記荷物の色画像に前記白色領域が含まれていても前記色画像に基づく荷物の追跡を継続する場合、前記荷物の色画像に含まれる前記白色領域の比率に応じて、前記色画像に基づく追跡結果と前記距離画像に基づく追跡結果のどちらにしたがって前記荷物を追跡するかを決定する、
   請求項２に記載の投影指示装置。
5. 前記プロセッサは、前記荷物の色画像と前記投影画像とを合成することにより、前記投影画像が投影された荷物の色画像が白色領域を含むか否かを、前記投影画像を当該荷物に投影する前に判断する、
   請求項１に記載の投影指示装置。
6. 前記プロセッサは、前記投影画像を前記荷物に投影する前に前記荷物の色画像が白色領域を含むと判断した場合、前記荷物の色画像に対応する前記距離画像の領域と前記荷物を識別する情報とを対応付けて管理する、
   請求項５に記載の投影指示装置。
7. 前記プロセッサは、前記投影画像が投影された荷物の前記色画像が、前記白色領域を含む場合、当該荷物の距離画像のみに基づき、前記荷物を追跡する、
   請求項１に記載の投影指示装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の投影指示装置と、荷物に貼付されたラベルから荷物特定情報を読み取るラベルリーダと、前記距離画像および前記色画像を取得する画像センサと、前記投影画像を前記荷物に投影する画像投影装置と、を備える荷物仕分けシステム。
9. 荷物のセンシング情報に基づき、当該荷物に投影する投影画像を生成する投影指示方法であって、
   プロセッサがメモリと協働して、
   センシング情報に含まれる荷物の距離画像に基づき当該荷物を特定し、
   前記センシング情報に含まれる前記荷物の色画像に基づき当該荷物を追跡し、
   投影画像が投影された荷物の色画像が、本来の階調ではない白色で表現された白色領域を含む場合、当該荷物の距離画像に基づき、前記荷物を追跡する、
   投影指示方法。